Nature's carbohydrate chemists: enzymatic glycosylation  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
47075
Type K
Principal investigator Kandra, Lili
Title in Hungarian A természet szénhidrátkémikusai: enzimatikus glikozilezések
Title in English Nature's carbohydrate chemists: enzymatic glycosylation
Panel Chemistry 2
Department or equivalent Institute of Biology and Ecology (University of Debrecen)
Participants Gyémánt, Gyöngyi
Starting date 2004-01-01
Closing date 2009-12-31
Funding (in million HUF) 9.425
FTE (full time equivalent) 0.00
state closed project





 

Final report

  
Results in Hungarian
Oligoszacharidok enzimekkel történő előállítása egy igen vonzó alternatív módszer a konvencionális kémiai megközelítés mellett, mert védő csoportok használata nélkül a célvegyület képződését eredményezi. Ezen pályázatban az anomer konfigurációt megtartó alpha amilázok transzglikozilezési képességét tanulmányoztuk humán amiláz szubsztrátok és inhibitorok előállítására. Az akarviozinil-izomaltozil- spiro-tiohidantoin szintézisét a Bacillus stearothermophilus maltogén amilázával (BSMA) oldottuk meg. A BSMA enzim az akarbóz pszeudotriszacharid részét a glüko-spiro-tiohodantoin (GTH) akceptorra transzferálta. A PTS-GTH szerkezetvizsgálata azt mutatta, hogy a glikozilezés főként a glükóz 6-os OH-ján történt az anomer konfiguráció megtartásával. Az akarbózzal meghoszabbított termék több nagyságrenddel hatékonyabb inhibitora a humán amiláznak, mint a kis méretű GTH molekula. A humán amiláz nem rendelkezik transzferáz aktivitással, de mutációval sikerült transzglikozilezési képességet „bevezetni” a vad típusú enzimbe. A Tyr151Met mutánssal kromoforral jelzett maltooligoszacharidokat állítottunk elő és a PNP 1-tio-béta-maltooligoszacharidokat DP 2-4 izoláltuk. A Tyr151Met mutáns maltotetraóz donorról maltóz és maltotrióz egységeket transzferált különböző PNP glikozidokra. Az NMR analízisek szerint a mutáns enzim megőrízte sztereo-és regioszelektivitását. A glikozilezés a glikozil akceptor 4-es OH-ján történt.Jelenleg árpa amiláz mutánsokkal történő szintézisek folynak.
Results in English
Enzyme-catalyzed synthesis of oligosaccharides allows the formation of well-defined oligosaccharides selectively without using any protection of hydroxyl groups. In this project the application of transglycosylation ability of retaining glycosidases was studied for the synthesis of oligosaccharide substrates and inhibitors of human amylases. Synthesis of acarviosinyl-isomaltosyl-spiro-thiohydantoin has been achieved by Bacillus stearothermophilus maltogenic amylase (BSMA). BSMA was capable of transferring the acarviosine-glucose residue from an acarbose donor onto glucopyranosylidene-spiro-thiohydantoin (GTH). Structural studies revealed that the enzyme reserved its stereoselectivity. Glycosylation took place mainly at C-6 position. The isolated compound was found to be a much more efficient salivary amylase inhibitor than GTH with kinetic constants of KEI=0.19 uM and KESI= 0.24 uM. Transglycosylation activity has been introduced into human salivary alpha amylase by genetic engineering. Synthesis of PNP 1-thio beta-maltooligosaccharides DP 2-4 has been carried out by a Tyr151Met mutant of HSA. Tyr151Met was capable of transferring maltose and maltotriose residues from a maltotetraose donor onto different PNP glycosides. NMR studies revealed that the mutated enzyme preserved the stereo- and regioselectivity. The glycosylation took place at position 4 of the glycosyl acceptor, exclusively. Nowadays transferase activity of barley amylase mutants has also been studied.
Full text http://real.mtak.hu/1688/
Decision
Yes





 

List of publications

  
L. Kandra, G. Gyémánt. J. Remenyik, C. Ragunath, N. Ramasubbu: Transglycosylations catalysed by Y151M mutant of human salivary alpha-amylase (HSA), Biologia, Bratislava, 57, 57-64., 2005
N. Ramasubbu, C. Ragunath, K.Sundar, P.J. Mishra, G. Gyémánt, L. Kandra,: Structure-function relationships in human salivary alpha-amylase: role of aromatic residues, Biologia, Bratislava, 2005
Kandra Lili: Alfa-amilázok vizsgálata módosított szubsztrátok, alhely modellek, mutánsok és inhibítorok felhasználásával, MTA doktori érttekezés, 2007
Remenyik Judit: Oligoszacharidok előállítása kemoenzimatikus szintézissel, PhD értekezés, Debreceni Egyetem, 2007
Zajácz Ágnes: Humán nyál amiláz inhibitorok vizsgálata, PhD értekezés, Debreceni Egyetem, 2007
Lili Kandra, Judit Remenyik, Gyöngyi Gyémánt, A. Lipták: EFFECT OF TEMPERATURE ON SUBSITE MAP OF BACILLUS LICHENIFORMIS a-AMYLASE, Acta Biologica Hungarica, 57 367-375., 2006
J.E. Kerrigan, C. Ragunath, L. Kandra, G. Gyémánt, A. Lipták, L. Jánossy, J.B. Kaplan, N.Ramasubbu: Modeling and biochemical analysis of the activity of antibiofilm agent Dispersin B, Acta Biologica Hungarica, 59 439-451., 2008
János András Mótyán, Gyöngyi Gyémánt, Péter Bagossi, János Harangi: Subsite mapping of α-amylase enzymes with molecular modeling, 4th Central European Conference: Chemistry towards Biology, Book of Abstracts p111, 2008
Gyöngyi Gyémánt, Morten M. Nielsen, Birte Svensson, Lili Kandra: Barley amylases as the nature’s carbohydrate chemists: Enzymatic transglycosylations, 1st International Enzyme Engineering Symposium, Abstract book p. 35 Kusdasi, Törökország, 2008
G. Gyémánt, Á. Zajácz, C. Ragunath, N. Ramasubbu, B. Bécsi, F. Erdődi, G. Batta, L. Kandra: , Evidence for pentagalloyl glucose binding to human salivary α-amylase through aromatic amino acid residues, BBA-Proteins and Proteomics 1794 291-296, 2009
M.M. Nielsen, E.S. Seo, A. Dilokpimol, J. Andersen, M. Abou Hachem, H. Naested, M. Willemoes, B. Bozonnet, L. Kandra, G. Gyémánt, R. Haser,, N. Aghajari, B. Svensson: Roles of multiple surface sites. long substrate binding clefts, and carbohydrate binding modules in the action of amylolytic enzymes on polysaccharide substrates, Biocatalysis and Biotransformation 26 59-67., 2008
Á. Zajácz, G. Gyémánt, N. Vittori, L. Kandra,: Alppo tannin: structural analysis and salivary amylase inhibition, Carbohydr. Res. 342. 717-723., 2007
L. Kandra, M.A, Hachem, G. Gyémánt, B. Kramhoft, B. Svensson: Mapping of barley alpha-amylases and outer subsite mutants reveals dynamic high-affinity subsites barriers in the long substrate binding cleft, FEBS Letters, 580, 5049-5053., 2006
L. Kandra, Á. Zajácz, J. Remenyik, G. Gyémánt: Kinetic investigation of a new inhibitor for human salivary alpha-amylase, BBRC, 334, 824-828, 2005
S. Kéki, G. Batta, I. Bereczki, Z. Fejes, L. Nagy, Á. Zajácz, L. Kandra, I. Kiricsi, G. Deák, M. Zsuga, P. Herczegh: New types of alpha-amylase enzyme- inhibitory polysaccharides from D-glucal, Carbohydrate Polymers, 63. 136-140, 2005
L. Kandra, J. Remenyik, G. Batta, L. Somsák, G. Gyémánt, K. H. Park: Enzymatic synthesis of a new inhibitor of alpha-amylases acarviosinyl-isomaltosyl-spiro-thiohydantoin, Carbohydr. Res., 340. 1311-1317., 2005
N. Ramasubbu, C. Ragunath, P. J. Mishra, L. M. Thomas, G. Gyémánt, L. Kandra: Human salivary alpha-amylase Trp58 situated at subsite-2 is critical for enzyme activity, Eur. J. Biochem. 271, 2517-2529., 2004
L. Kandra, G. Gyémánt, Á. Zajácz, G. Batta: Inhibitory effects of tannin on human salivary alpha-amylase, Biochem. Biophys. Res. Commun. 319, 1265-1271., 2004




 

Events of the project

  
2009-03-04 08:25:10
Kutatóhely váltás
A kutatás helye megváltozott. Korábbi kutatóhely: TTK Biokémiai Tanszék (Debreceni Egyetem), Új kutatóhely: TTK Biológiai és Ökológiai Intézet (Debreceni Egyetem).



Back »